JP2005244039A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 導体回路に剥離が生じないプリント配線板の提供。
【解決手段】 導体回路が２種類以上の金属層部からなり、かつ少なくとも外層側の第１金属部の幅より内層側の第２金属部の幅の方が大きくなっているプリント配線板。転写法によりプリント配線板を製造する方法において、メタルキャリア上に、めっき処理により２種類以上の金属層部を形成させた後、前記金属層部の少なくとも外層側の第１金属部の幅が、内層側の第２金属部の幅よりも小さくなるように当該金属部をエッチングして導体回路を形成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント配線板の外層に導体回路を絶縁基板に対して平坦に形成し、かつ導体回路の密着性を向上させたプリント配線板及びその製造方法に関する。

従来、プリント配線板の最外層の導体回路を平坦化する方法として転写法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、一般的にはステンレス板の片側に金属めっきを析出させることで導体回路を形成した後、絶縁基材を積層し、次いでステンレスであるメタルキャリアを剥がしてプリント配線板の最外層に導体回路を平坦に形成するものである。

しかしながら、斯かる転写法による場合、導体回路を形成し、絶縁層に積層した後、メタルキャリアであるステンレスを剥がす際に、当該絶縁層に負荷がかかり導体回路が剥がれるという問題が発生していた。

特に、メタルキャリアであるステンレスは、一般に厚みが０．８mm程度で剛性があるため、引き剥がす際には絶縁層を曲げないと引き剥がすことができないが、このときに導体回路が剥がれ易いのが実状であった。

また、最近のモバイル製品、例えば電子辞書や電子ブックなどの製品にも板厚の薄いプリント配線板が要求されているが、板厚が薄いため屈曲性も要求されているところ、この折り曲げの際に導体回路が剥離してしまうという問題もあった。
特開平１１−８４５１号公報

本発明は上記の如き従来の問題に鑑みてなされたものであり、導体回路に剥離が生じないプリント配線板を提供することを目的とする。

本発明は、メタルキャリア上に形成する導体回路が２種類以上の金属層部からなり、かつ少なくとも外層側の第１金属部の幅より内層側の第２金属部の方が大きいプリント配線板の構造をとることにより上記目的を達成した。

斯かる構造、すなわち第２金属部が第１金属部の幅より大きいため、いわばその形状がアンカー形状となる結果、絶縁層との密着力が向上し、導体回路が剥がれることはない。

また、本発明は、メタルキャリアに金属を析出させて導体回路を形成した後、絶縁層を積層形成し、然る後メタルキャリアを剥がして最外層の回路パターンを形成するプリント配線板の製造方法において、メタルキャリア上に、めっき処理により２種類以上の金属層部を形成させた後、前記金属層部の少なくとも外層側の第１金属部の幅が、内層側の第２金属部の幅よりも小さくなるように当該金属層部をエッチングして導体回路を形成することにより上記目的を達成した。

斯かる製法、すなわち２種類以上の金属を導体回路として使用し、当該２種類以上の金属をそれぞれ異なる幅でエッチング処理することにより、いわばアンカー形状の導体回路が形成される結果、絶縁層との密着が向上したプリント配線板を得ることができる。

本発明によれば、導体回路と絶縁層が強固に密着しているので、導体回路に剥離が生じないプリント配線板を得ることができる。

図１は、本発明のプリント配線板の概略断面説明図である。以下この図１に基いて本発明プリント配線板を説明する。

７はプリント配線板で、導体回路３が平坦に埋め込まれている。この導体回路３は、外層側の第１金属部３ａと内層側の第２金属部３ｂとからなり、当該第１金属部３ａと第２金属部３ｂはそれぞれ別種の金属から構成されている。斯かる金属の具体的な種類としては、例えば銅、アルミニウム、銀、金、ニッケル、はんだ（Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ）などが挙げられ、これらは２種類以上が適宜選択使用される。

前記内層側の第２金属部３ｂの幅は、外層側の第１金属部３ａの幅より大きくなっていると共に、当該第１金属部３ａの幅は外層側から内層側に向かって徐々に小さくなっている。

図２は本発明プリント配線板の製造方法を示す概略断面工程説明図である。以下この図２に基いて本発明のプリント配線板の製造方法を説明する。

図２（ａ）は、メタルキャリア１を示しており、その材質としては、例えばステンレス、アルミ、銅、ニッケルなどが挙げられ、これらは単材あるいは複合材、複層板、複層箔等として使用される。このメタルキャリア１の片面には、無電解により薄付け銅めっき２が施されている。因に、予め、極薄銅箔のついた銅製キャリアを用いれば、無電解薄付け銅めっき処理は不要となるため、製造工程が簡略化でき好ましい。なお、銅製キャリアとしては、一般の銅板あるいは銅箔が利用でき、厚みが数十μｍのものは引き剥がし易く、特に薄物のプリント配線板に好適に用いられる。

次に、メタルキャリア１に導体回路を形成するが、導体回路の形成方法としては、サブトラクティブ法あるいはアディティブ法が採用される。図２中、（ｂ）〜（ｆ）までがサブトラクティブ法、（ｇ）〜（ｊ）までがセミアディティブ法を示す。

サブトラクティブ法による導体回路形成は、まず図２（ｂ）に示すように、メタルキャリア１の片側に、導体回路用の第１金属部３ａおよび第２金属部３ｂをめっきにて析出させる。この第１金属部３ａと第２金属部３ｂの具体的金属の種類としては前記と同様、例えば銅、アルミニウム、銀、金、ニッケル、はんだ（Ｓｎ−Ｐｂ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ）などが挙げられ、適宜選択使用される。

次いで、図２（ｃ）に示すように、第２金属部３ｂ上にフォトレジストパターン４を形成し、次いで、図２（ｄ）のようにその開口部から露出した第２金属部３ｂをエッチングにて除去して回路形成を施す。このときに用いるエッチング液は、第２金属部３ｂを溶解し、第１金属部３ａを溶解しないような、選択的エッチングが可能な薬液、または第２金属部３ｂは溶解するが第１金属部３ａはわずかしか溶解しないようなエッチングレートに差がでるような薬液を選定する。

次いで、図２（ｅ）に示すようにフォトレジスト４を剥離した後、図２（ｆ）に示すように第１金属部３ａをエッチング処理して導体回路３を形成する。このとき使用されるエッチング液は、第１金属部３ａはエッチング除去できるが、第２金属部３ｂはエッチングできない薬液を選定する。また、このとき第１金属部３ａの幅が第２金属部３ｂの幅よりも小さくなるようにエッチングする。特に、図１に示すように、第１金属部３ａが外層側から内層側に向かって幅が徐々に小さく、かつ第２金属部３ｂが、直上の第１金属部３ａより幅が大きくなるように形成するのが、導体回路３がよりアンカー形状となり、絶縁層６との密着をより強固なものとすることができるので望ましい。

他方、セミアディティブ法による導体回路形成は、メタルキャリア１の片側に無電解により薄付け銅めっき２を析出させた（図２（ａ））後、まず図２（ｇ）のようにフォトレジストパターン５を形成し、次いで、図２（ｈ）に示すようにその開口部に第１金属部３ａおよび第２金属部３ｂを電解めっきにて析出させる。このとき用いる第１金属部３ａおよび第２金属部３ｂの具体的金属としては、前記サブトラクティブと同様な金属が用いられる。

次いで、図２（ｉ）に示すように、フォトレジスト５を剥離した後、図２（ｊ）に示すようにエッチング処理して導体回路３を形成する。このとき使用するエッチング液は、第１金属部３ａはエッチング除去できるが、第２金属部３ｂはエッチングできない薬液を使用する。また、２のとき第１金属部３ａの幅が第２金属部３ｂの幅よりも小さくなるようにエッチングする。特に、図１に示すように、第１金属部３ａが外層側から内層側に向かって幅が徐々に小さく、かつ第２金属部３ｂが、直上の第１金属部３ａより幅が大きくなるように形成するのが、導体回路３がより、アンカー形状となり、絶縁層６との密着をより強固なものとすることができるので望ましい。

導体回路３の形成後は、サブトラクティブ法、アディティブ法の如何を問わず、以下のとおり同様に行なわれる。

すなわち、図２（ｋ）および（ｌ）に示すように、導体回路３が施されたメタルキャリア１に絶縁層６を形成する。絶縁層の形成方法としては、絶縁基材がシート状のものであれば、積層プレス、ラミネーターなどの圧着する方法で、また液状のものであれば、スピンコーター、ブレードコーター、ロールコーター、バーコーダー、ダイコーター、スクリーン印刷による塗布でもよい。特に、導体回路３が微細な場合は、絶縁基材がシート状のもので、真空プレスや真空ラミネーターによる絶縁層の形成がボイドなく良好に製造できるので望ましい。
ここで好適に用いられる熱硬化樹脂シート状の絶縁基材としては、樹脂単体をシートにしたものや、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維等やガラス不織布、アラミド不織布、カーボン不織布などに熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を含浸せしめたプリプレグが挙げられる。尚、熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ、ポリイミド、ＢＴレジンなどが挙げられ、また熱可塑性樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリエーテルサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、液晶ポリマーなどが挙げられるが、特に低誘電損失などの電気特性に優れ、かつ加工性、金属との密着性の面から液晶ポリマーが好適に使用される。

次いで、図２（ｍ）に示すように、メタルキャリア１を絶縁基板から剥がす。このとき絶縁基板に応力をかけずに剥がす。また、メタルキャリア１を薬液で除去しても構わない。

次いで、図２（ｎ）に示すように、無電解銅めっき２をエッチング除去する。これに用いるエッチング液は、塩化第二銅、塩化第二鉄、過硫酸塩類、過酸化水素／硫酸、アルカリエッチャントなどの水溶液があるが、無電解銅めっき２を除去するのと同時に導体回路３も溶解するエッチング液の場合には、処理時間などの調整が必要である。できれば、無電解銅めっき２は溶解するが、導体回路３は溶解しないエッチング液を選定する方が好ましい。これによりプリント配線板７が得られる。

本発明のプリント配線板は、電子機器の配線板、ＩＣパッケージ用インターポーザーなどに好適に使用される。また、導体回路に抵抗素子や容量素子を入れ込むことも適宜可能である。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明する。尚、実施例の符号は図２の符号を、比較例の符号は図３の符号をそれぞれ引用した。

実施例１
厚さ０．８mmのステンレス板１の片面に無電解銅めっき処理により無電解銅めっき２を１μｍ析出させた。次いで、電解めっき法によりニッケルめっきよりなる第１金属部３ａを１０μｍ析出させ、次いで、銅めっきよりなる第２金属部３ｂを５μｍ析出させた。次いで、フォトレジスト４をラミネーターにより接着し、５分間常温にて放置後、フォトマスクを介してフォトレジスト４を露光した。テスト用のフォトマスクパターンは、ライン（Ｌ）／スペース（Ｓ）＝１０μｍ／１０μｍ、１５μｍ／１５μｍ、２０μｍ／２０μｍ、以降１０μｍきざみで１００μｍ／１００μｍあるもので、ネガ型とした。フォトレジスト４を現像し、めっき厚が必要な部分にレジスト層を形成した。次いで、エッチング液（アルカリエッチング液（メルテックス（株）エースプロセス））により第２金属部３ｂたる銅めっきのみを除去し、レジスト剥離液によりレジスト剥離後、第１金属部３ａたるニッケルめっきをニッケルエッチング液（メルテックス(株)メルストリップＮ−９５０）にて第２金属部３ｂたる銅めっきよりも回路の幅が小さくなるようにエッチングを行ない、導体回路３を形成した。これによりニッケル／銅金属の導体回路３を得ることができた。次いで、導体回路３のついたメタルキャリアに絶縁層６を形成するために、当該メタルキャリアとプリプレグ（ＦＲ−４、０．１ｔ）１枚と銅箔（１２μｍ）１枚を組み合わせ、積層プレスにて加熱加圧一体成形を行った。
これにより、メタルキャリア付き積層板を得た。次いで、積層後、端面加工し端面より徐々にステンレス板１を剥離した。次いで、無電解銅めっき２をアルカリエッチングにより除去し、平坦な導体回路３を有するプリント配線板７を得た。
このプリント配線板７を金属顕微鏡による表面観察と測長機による測長を行なったところ、導体回路幅は、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍまで±５μｍ以内で良好であり、また導体回路の剥離も観察されなかった。

実施例２
厚さ０．８mmのステンレス板１の片面に無電解銅めっき２を１μｍ析出させた。次いで、フォトレジスト５をラミネーターにより接着し、５分間常温にて放置後、フォトマスクを介して露光した。テスト用のフォトマスクパターンは、ライン（Ｌ）／スペース（Ｓ）＝１０μｍ／１０μｍ、１５μｍ／１５μｍ、２０μｍ／２０μｍ、以降１０μｍきざみで１００μｍ／１００μｍあるもので、ポジ型とした。
フォトレジスト５を現像し、めっき厚が必要な部分のレジスト除去をした。次いで、電解めっき法によりニッケルめっきよりなる第１金属部３ａを１０μｍ析出させ、次いで銅めっきよりなる第２金属部３ｂを５μｍ析出させた。次いで、レジスト５を剥離し、ニッケルエッチング液（メルテックス(株)メルストリップＮ−９５０）にて第１金属部３ａたるニッケルめっきを第２金属部３ｂたる銅めっきよりも回路幅が小さくなるようにエッチングを行い、導体回路３の形成を行なった。これによりニッケル／銅の導体回路３を得ることができた。以下実施例１と同様にしてプリント配線板７を得た。
このプリント配線板７を金属顕微鏡による表面観察と測長機による測長を行なったところ、導体回路幅は、Ｌ／Ｓ＝２０μｍ／２０μｍまで±２μｍ以内で良好であり、また導体回路の剥離も観察されなかった。

比較例１
厚さ０．８mmのステンレス板３１の片面に無電解銅めっき処理により無電解銅めっき３２を１μｍ析出させた。次いで、電解めっき法によりニッケルめっきよりなる第１金属部３３ａを１０μｍ析出させ、次いで、銅めっきよりなる第２金属部３３ｂを５μｍ析出させた。次いで、フォトレジスト３４をラミネーターにより接着し５分間常温にて放置後、フォトマスクを介して露光した。テスト用のフォトマスクパターンは、ライン（Ｌ）／スペース（Ｓ）＝１０μｍ／１０μｍ、１５μｍ／１５μｍ、２０μｍ／２０μｍ、以降１０μｍきざみで１００μｍ／１００μｍあるもので、ネガ型とした。フォトレジスト３４を現像し、めっき厚が必要な部分にレジスト層を形成した。次いで、第１金属部３３ａたるニッケルめっき３３ａ及び第２金属部３３ｂたる銅めっきを塩化第二鉄のエッチング液にてエッチングを行い、導体回路３３を形成した。以下実施例１と同様にしてプリント配線板３７を得た。
このプリント配線板３７を金属顕微鏡による表面観察と測長機による測長を行なったところ、導体回路幅は、Ｌ／Ｓ＝５０μｍ／５０μｍまで±５μｍ以内で良好であったが、一部導体回路の剥離が確認された。

比較例２
厚さ０．８mmのステンレス板３１の片面に無電解銅めっき３２を１μｍ析出させた。次いで、フォトレジスト３５をラミネーターにより接着し、５分間常温にて放置後、フォトマスクを介して露光した。テスト用のフォトマクスパターンは、ライン（Ｌ）／スペース（Ｓ）＝１０μｍ／１０μｍ、１５μｍ／１５μｍ、２０μｍ／２０μｍ、以降１０μｍきざみで１００μｍ／１００μｍあるもので、ポジ型とした。フォトレジストを現像し、めっき厚が必要な部分のレジストを除去した。次いで、電解めっき法によりニッケルめっきよりなる第１金属部３３ａを１０μｍ析出させ、次いで銅めっきよりなる第２金属部３３ｂを５μｍ析出させた。次いで、レジスト３５を剥離し、導体回路３３を形成した。以下実施例１と同様にプリント配線板３７を得た。
このプリント配線板３７を金属顕微鏡による表面観察と測長機による測長を行なったところ、導体回路幅は、Ｌ／Ｓ＝２０μｍ／２０μｍまで±２μｍ以内で良好であったが、一部導体回路の剥離が確認された。

本発明のプリント配線板の概略断面説明図。 本発明のプリント配線板の製造工程を示す概略断面説明図。 従来技術のプリント配線板の製造工程を示す概略断面説明図。

符号の説明

１、３１：ステンレス板
２、３２：無電解銅めっき
３、３３：導体回路
３ａ、３３ａ：第１金属部
３ｂ、３３ｂ：第２金属部
４、５、３４、３５：フォトレジスト
６、３６：絶縁層
７：プリント配線板（本発明品）
３７：プリント配線板（従来品）

Claims (4)

1. 外層の導体回路が絶縁基板に埋め込まれた平坦な導体回路を有するプリント配線板であって、導体回路が２種類以上の金属層部からなり、かつ少なくとも外層側の第１金属部の幅より内層側の第２金属部の幅の方が大きいことを特徴とするプリント配線板。
2. メタルキャリアに金属を析出させて導体回路を形成した後、絶縁層を積層形成し、然る後メタルキャリアを剥がして最外層の回路パターンを形成するプリント配線板の製造方法において、メタルキャリア上に、めっき処理により２種類以上の金属層部を形成させた後、前記金属層部の少なくとも外層側の第１金属部の幅が、内層側の第２金属部の幅よりも小さくなるように当該金属層部をエッチングして導体回路を形成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 前記エッチングを、第１金属部は溶解するが第２金属部は溶解しないエッチング液を用いて行なうことを特徴とする請求項２記載のプリント配線板の製造方法。
4. 前記エッチングを、第１金属部は溶解するが第２金属部はわずかに溶解するようなエッチング液を用いて行なうことを特徴とする請求項２記載のプリント配線板の製造方法。

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